Усилитель мощности ЗЧ со средствами диагностики TDA1562Q. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Описываемая микросхема представляет собой мостовой монофонический усилитель сигнала 3Ч с максимальной выходной мощностью до 70 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом и предназначена для применения в автомобильной и бытовой звуковоспроизводящей аппаратуре.

Конструктивно усилитель оформлен в пластмассовом корпусе DBS17P с 17-ю жесткими лужеными выводами (рис. 1).

Тыльная плоская сторона корпуса выполнена d виде металлической теплоотводящей пластины. Этой стороной микросхему крепят к массивной металлической стенке аппарата, предварительно покрыв поверхность стыка теплопроводной пастой. Масса прибора - не более 10 г.

При минимуме необходимых внешних компонентов микросхема обеспечивает возможность построения усилителя с большой выходной мощностью, питаемого от однополярного источника.

Включенный под рабочее напряжение питания усилитель может находиться в одном из трех режимов - "Включен" ("On"), "Молчание" ("Mute") и "Дежурный режим" ("Standby"). В рабочем режиме "Включен" микросхема усиливает входной сигнал и выделяет в нагрузку установленную мощность, потребляя при этом соответствующий ток (до десятка ампер).

В режиме "Молчание" входной сигнал на выход усилителя не проходит, но его мощные выходные ступени остаются включенными. По этой причине усилитель потребляет значительный ток, зато способен переключаться в режим "Включен" практически мгновенно.

В "Дежурном режиме" оказываются обесточенными почти все узлы усилителя, и он потребляет от источника питания ничтожно малый ток - как правило, несколько микроампер. Время переключения из "Дежурного режима" в режим "Включен" не превышает 50 мс.

Переключение из одного режима в другой реализуют подачей управляющего напряжения на вход выбора режима микросхемы.

Усилитель обладает весьма низким уровнем собственных шумов и малым коэффициентом гармоник.

Упрощенная функциональная схема усилителя и типовая схема его включения представлены на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Если выходная мощность не превышает 18 Вт, усилитель работает в режиме класса В. При дальнейшем увеличении уровня входного сигнала внутреннее напряжение питания усилителя увеличивается благодаря включению узлов вольтодобавки с внешними оксидными конденсаторами большой емкости, подключаемыми к выводам 3,5 и 13. 15 микросхемы, как показано на функциональной схеме. Усилитель переходит в режим класса Н, а выходная мощность повышается до 70 Вт. Если кристалл микросхемы нагревается до температуры 120°С, встроенный датчик температуры переключает усилитель в режим класса В. Выходная мощность при этом не превышает 20 Вт.

Если напряжение питания U микросхемы уменьшится до 7 В. усилитель автоматически переключится в режим "Молчание". При последующем увеличении напряжения питания до 9 В происходит возврат усилителя в режим "Включен".

Микросхема снабжена также встроенными узлами защиты от взаимного замыкания выходных проводников и их замыкания на плюсовой провод питания и общий провод.

Цоколевка микросхемы: выв. 1 - неинвертирующий вход сигнала 3Ч; выв. 2 - инвертирующий вход сигнала 3Ч; выв. 3 и 5 - выводы для подключения конденсатора волыодобавки верхнего по схеме плеча усилителя; выв. 4 - вход управляющего сигнала переключения (выбора) режима работы; выв. 6 и 12 - выводы общего провода, минусовые выводы источника питания; выв. 7 - прямой выход сигнала 3Ч; выв. 8 - выход сигнала узла диагностики; выв. 9 и 10 - плюсовые выводы источника питания; выв. 11 - инверсный выход сигнала 3Ч; выв. 13 и 15 - выводы для подключения конденсатора вольтодобавки нижнего по схеме плеча усилителя: выв. 14 - контрольный выход внутреннего источника образцового напряжения: выв. 16 - вход сигнала управления состоянием усилителя; выход сигнала индикации; выв. 17 - вывод сигнального общего провода.

Для удовлетворения требований интеллектуального управления мощностью в микросхему встроены узлы диагностики и управления/индикации состояния усилителя. Узел диагностики информирует об аварийных ситуациях в цепи нагрузки и о перегрузке усилителя. На выходе узла (вывод 8) появляется сигнал, по уровню и характеру которого легко определить. что произошло с нагрузкой - ее замыкание на один из проводов питания, замыкание выводов или обрыв. Этот сигнал можно после обработки микроконтроллером подать на соответствующие входы усилителя, что переведет его в безопасный режим.

Узел управления/индикации состояния имеет только один внешний вывод - 16, который служит и входом и выходом. Вход дает возможность управления состоянием усилителя. Командный сигнал высокого уровня переключает усилитель в режим класса Н (вольтодобавка включена) независимо от температуры кристалла. При среднем уровне командного сигнала усилитель переходит в режим класса В независимо от температуры кристалла. Команда низкого уровня немедленно переводит усилитель в режим "Молчание". Без задержки усилитель переключается и из режима "Молчание" в режим "Включен", а смена класса усиления с В на Н и наоборот происходит в момент перехода входного сигнала через "нуль".

Когда на этот вход не подано управляющее напряжение, он становится выходом, и по выходным сигналам можно судить о текущем состоянии усилителя. Выходное напряжение может принимать три дискретных уровня - низкий, средний и высокий. Низкий уровень свидетельствует о том. что усилитель находится в режиме "Молчание"; средний - в режиме "Включен" и работает в классе В, вольтодобавка выключена сигналом с датчика температуры (температура превышает 120°С); высокий - усилитель работает в классе Н. температура кристалла - менее 120°С. Переключение усилителя из класса В в Н происходит в момент перехода входного сигнала 34 через "нуль".

Основные технические характеристики

• Номинальное напряжение питания, В......14,4
• Потребляемый ток. мА. при отключенной нагрузке в режимах
• "Включен" и "Молчание"......110...150
• типовое значение......110
• Потребляемый ток в "Дежурном режиме", мкА......1...50
• типовое значение......1
• Коэффициент усиления по напряжению, дБ......25...27
• типовое значение......26
• Выходная мощность, Вт, не менее, в режиме класса Н при коэффициенте нелинейных искажений 10%......60
• типовое значение......70
• 0.5%......45
• типовое значение......55
• Выходная мощность, Вт, не менее, в режиме класса В при коэффициенте нелинейных искажений 10%......16
• типовое значение......20
• Коэффициент нелинейных искажений (типовое значение), %, при выходной мощности 1 Вт......0,03
• 20 Вт......0,06
• Значение коэффициента нелинейных искажений (типовое), при котором происходит срабатывание динамического детектора искажений, %......10
• Наибольшее напряжение собственных шумов, мкВ, в частотной полосе от 20 Гц до 20 кГц......150
• Глубина подавления пульсаций напряжения питания в режимах "Включен" и "Молчание", дБ, не менее......60
• типовое значение......70
• Дифференциальное входное сопротивление входа 3Ч, кОм, не менее......90
• типовое значение......150
• Напряжение переключения на входе выбора режима. В, для перевода усилителя в режим "Дежурный" из режима "Молчание", не менее......1
• "Молчание" из "Дежурного" режима, не более......2
• "Молчание" из режима "Включен", не менее......3.3
• "Включен" из режима Молчание", не более......4,2
• Электрический гистерезис напряжения переключения из "Дежурного" режима в режим "Молчание" и обратно на входе выбора режима, мВ (типовое значение)......200
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима "Включен" в режим "Молчание" и обратно на входе выбора режима, мВ (типовое значение)......200
• Потребляемый ток по входу выбора режима, мкА, не более......20
• Время переключения из "Дежурного режима" в режим "Включен" по входу выбора режима, мс......50
• Коэффициент подавления синфазного сигнала на входе 34 в режиме "Включен", дБ, не менее......70
• типовое значение......80
• Коэффициент ослабления входного сигнала на входе 34 в режиме "Молчание", дБ, не менее......80
• типовое значение......90
• Втекающий ток командного сигнала высокого уровня (14,4 В) на входе узла управления/индикации (вывод 16), мА, не более......4
• Вытекающий ток командного сигнала низкого уровня на входе узла управления/индикации, мА, не более.......0,4
• Пороговое напряжение переключения из режима "Молчание" в режим "Включен" по входу узла управления/индикации, В, не более......2
• Пороговое напряжение переключения из режима класса В в режим "Молчание" по входу узла управления/индикации, В, не менее......1
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима "Молчание" в режим "Включен" в класс В и обратно по входу узла управления/индикации, мВ (типовое значение)......200
• Пороговое напряжение переключения из режима класса В в Н по входу узла управления/индикации, В, не более......4.2
• Пороговое напряжение переключения из режима класса Н в режим класса В по входу узла управления/индикации, В, не менее......3,3
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима В в режим класса Н и обратно по входу узла управления/индикации, мВ (типовое значение)......200
• Вытекающий ток выхода узла управления/индикации в режиме "Молчание", мА, не менее......2,2
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме "Молчание" (низкий выходной уровень), В, не более, при выходном токе 2,2 мА...........0,5
• Выходной ток произвольного направления узла управления/ индикации в режиме класса В, мкА, не менее......15
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме класса В (средний выходной уровень), В при выходном токе 15 мкА
• минимальное......2
• максимальное......3
• Вытекающий ток выхода узла управления/индикации в режиме класса Н, мкА, не менее......140
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме класса Н (высокий выходной уровень), В, не менее, при выходном токе 140 мкА......Uпит - 2,5
• Температура корпуса, при которой срабатывает датчик. °С......120

Предельные эксплуатационные значения

• Напряжение питания, В......8...18
• Напряжение сигнала на входе узла управления/индикации (вывод 16), В, максимальное......Uпит,
• минимальное......0
• Наибольшая амплитуда выходного импульсного тока, А, при выходном сигнале периодическом (синусоидальном)......8
• импульсном......10
• Наибольшая рассеиваемая мощность, Вт......60
• Тепловое сопротивление кристалл - теплоотводящая пластина, °С/Вт......1,5
• Тепловое сопротивление кристалл - окружающая среда. °С/Вт......40
• Наибольшая температура кристалла. °С......150
• Температурный рабочий интервал, °С......-55...+150

Работу усилителя в разных режимах иллюстрируют упрощенные временные диаграммы, представленные на рис. 3.

К начальному моменту to на усилитель подано напряжение питания Uпит, а на вход узла управления/индикации (вывод 16) - сигнал высокого уровня Uвх упр/инд.

В момент t, на вход выбора режима (вывод 4) поступил сигнал высокого уровня, соответствующий переходу усилителя в режим "Включен". Начинает выходить на рабочий режим источник образцового напряжения (увеличивается напряжение на выводе 14). При некотором пороговом напряжении в момент t2 включается усилитель и на нагрузке появляется напряжение 3Ч Uмах зч. причем усилитель работает в режиме класса Н.

В момент t3 усилитель по входу узла управления/индикации переведен в режим класса В. Если напряжение входного сигнала 3Ч имеет значительный уровень, то сразу возникнет ограничение выходного сигнала.

В момент t5 на вход узла управления/индикации подана команда на возвращение усилителя в режим класса Н. При первом же переходе сигнала 34 через "нуль" (момент U это переключение произойдет. В течение отрезка времени t7 -t8 усилитель находится в режиме "Молчание", причем и вхождение в этот режим, и возвращение в исходное состояние происходят синхронно с командой, не дожидаясь перехода через "нуль".

В интервале t9 - t12 усилитель переключен в тот же режим "Молчание", но сигналом Uпер.реж по входу управления (вывод 4). Рис. 3 показывает, что в этом случае переключения происходят в моменты перехода сигнала 3Ч через "нуль" (в моменты t10 и t12).

Если уменьшить напряжение питания до 7 В (t13), усилитель немедленно переходит в режим "Молчание" и также без задержки возвращается в режим "Включен", как только напряжение питания, увеличиваясь, достигает значения 9 В (t14). В момент t15 усилитель переключается в "Дежурный режим".

В том случае, когда вывод 16 микросхемы использован как выход узла управления/индикации, в момент включения усилителя (t1) на этом выходе появляется сигнал ивых. упр/инд, низкого уровня, соответствующий режиму "Молчание". Как только усилитель начнет работать (t2). на выводе 16 появится либо высокий, либо средний уровень (показано пунктиром) в зависимости от того, до какой температуры нагрет кристалл микросхемы, - меньшей 120°С или большей.

Переключение усилителя и смена выходных уровней вывода 16 происходят в моменты перехода сигнала 3Ч через "нуль" (t4, t0, t10, t12). Исключением являются быстрые переходы в режим "Молчание" и обратно (t7, t8), при этом уровень сигнала на выводе 16 остается неизменным, и случаи понижения напряжения питания (t13, t14).

Узел диагностики предназначен для контроля выходных цепей усилителя. Информация об аварийных ситуациях в нагрузке поступает на вывод 8 (выход с открытым коллектором). Упрощенные диаграммы сигналов U на этом выходе показаны на рис. 4.

В нормальном режиме на выводе 8 присутствует высокий уровень (t0 - t2). Отсутствие звукового сигнала Uвых, на выходе усилителя в течение времени t0 - t1 объясняется подачей команды "Молчание" на вход выбора режима.

Если возникает перегрузка выходных ступеней усилителя, и как следствие - ограничение сигнала, в работу вступает динамический детектор искажений и на выводе узла диагностики появляются узкие импульсы низкого уровня (t2 - 13). Этот сигнал можно подать на входной электронный аттенюатор (на схеме рис. 2 он не показан), который понизит амплитуду входного сигнала 3Ч до исчезновения искажений.

При замыкании того или иного выходного провода на плюсовой провод питания или на общий провод напряжение на этом выходном проводе пропадает, а на выводе 8 высокий уровень сменяется низким - около 0,6 В (t4). После устранения аварийного замыкания напряжение на выходе усилителя автоматически восстанавливается примерно через 20 мс (t5).

Замыкание выходных выводов усилителя между собой приводит к тому, что на выходе узла диагностики появляется последовательность коротких (50 мкс) импульсов высокого уровня с периодом 20 мс (t6 - t7).

Сразу после переключения усилителя из "Дежурного режима" в режимы "Молчание" или "Включен" встроенный детектор нагрузки проверяет, подключена ли нагрузка. Если в этот момент сопротивление нагрузки превышает 100 Ом. то детектор нагрузки принудительно переводит усилитель в режим "Молчание" и на выводе 8 в это время присутствует низкий уровень (на рис. 4 это проиллюстрировано пунктирной линией на отрезке времени t0 - t1).

Рис. 5 иллюстрирует работу систем тепловой защиты. Если температура кристалла не превышает 120°С, усилитель может работать в режиме класса Н (сплошная линия на графике временной зависимости амплитуды выходного звукового сигнала Uвых.зч). При этом как на выходе узла диагностики, так и на выходе узла управления/индикации присутствует высокий уровень.

Когда температура кристалла поднимется до 120°С, датчик температуры принудительно переведет усилитель в режим класса В и на выходе узла управления/индикации высокий уровень сменится средним.

В тех случаях, когда по тем или иным причинам температура кристалла продолжает увеличиваться, при значении 145°С узел тепловой защиты формирует сигнал, по которому узел диагностики изменяет высокий выходной уровень на низкий, предупреждая тем самым о приближении температуры кристалла к максимально допустимому значению 150°С. Этот перепад напряжения может быть использован для отключения либо входного сигнала, либо самого усилителя.

По достижении максимальной температуры уровень входного сигнала во избежание порчи микросхемы необходимо снижать вплоть до нуля (при температуре 160°С).

Автор: В.Чуднов

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива В больших городах в выходные холоднее, чем в будни 30.01.2017 Ученые под руководством Ника Эрла из Мельбурнского университета (Австралия) показали на примере Мельбурна, что температура воздуха в городе в среднем всегда выше в будни, чем в выходные. Причина этого - в тепле, выделяемом человеческими телами, автомобилями, общественным транспортом и при эксплуатации офисных зданий. Исследование основывается на анализе данных о температуре за более чем 50 лет, собранных бюро метеорологии Австралии. По данным исследователей, средняя утренняя температура по четвергам и пятницам на 0.3°C выше, чем по воскресеньям. Причем это значения средние, в безветренные дни разница может оказаться намного больше. "Скачок температуры вызывает интенсивное движение 250 тысяч человек в Мельбурн в будние дни по сравнению с выходными. Ничего в природе не происходит по недельному циклу, поэтому такой феномен, наверняка, связан с деятельностью человека", - пояснил Ник Эрл. Эрл и его коллеги показали, что еще в трех крупных городах Австралии - Сиднее, Брисбене и Аделаиде - существуют аналогичные недельные циклы температуры. В менее населенных городах, таких как Хобарт, ничего подобного не наблюдается, вероятно, из-за меньшей численности населения. Но деятельность человека меняет не только температуру воздуха - скорость ветра, осадки и облачность тоже могут быть больше в крупных городах по будням. Это побочные эффекты потепления и высокого уровня загрязнений воздуха.

Другие интересные новости:

▪ Анонсирована спецификация PCIe 7.0

▪ Высокоскоростной интерфейс с пропускной способностью 16 Гбит/с

▪ Полицейская робомашина от Ford

▪ Искусственное дерево очищает воду и выжимает ее из воздуха

▪ Нанопленка, меняющая цвет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Воздействие инфракрасного излучения на организм человека. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как образовались Гавайские острова? Подробный ответ

▪ статья Декон. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Программирование последовательных микросхем памяти. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Комплектные распределительные устройства внутренней и наружной установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025